1. Dlaczego silnik 1-fazowy komutatorowy powinien być szeregowy?
Silnik 1-fazowy komutatorowy jest SZEREGOWY, ponieważ w silniku BOCZNIKOWYM strumień silnika jest w fazie z prądem wzbudzenia, więc prąd wirnika i strumień są przesunięte w fazie o duży kąt. Stąd średnia wartość momentu jest bardzo mała i sprawia, że silnik ten jest rzadko stosowany.
W silniku 1-fazowym komutatorowym szeregowym kąt β (przesunięcie fazowe) jest niewielki, a jego wartość jest tym mniejsza, im mniejsze są straty w rdzeniu i zezwojach komutacyjnych. W większości przypadków cosβ>=0,9. Współczynnik mocy waha się w granicach 0,7-0,98.
2. Opisz metody uzyskiwania momentu rozruchowego w silnikach indukcyjnych 1-fazowych.
Aby uzyskać moment rozruchowy w silnikach indukcyjnych 1-0faozwych musimy mieć przynajmniej 2 pasma o osiach przesuniętych względem siebie. Jeżeli pasmo dodatkowe zasilimy z sieci to uzyskamy moment rozruchowy. Oprócz przesunięcia przestrzennego osi magnetycznych pasm potrzebne przesunięcie fazowe prądów w obu pasmach uzyskuje się poprzez wykonanie pasma dodatkowego na impedancję inną niż pasma głównego.
3. Jak działa zwój zwarty w silniku 1-fazowym indukcyjnym?
Strumień główny dzieli się na dwie równe części przenikające obie połówki bieguna. Strumień przechodzący przez część bieguna objętego zwojem zwartym wywołuje prąd, przepływ i strumień oddziaływania. Wskutek tego szczelinę powietrzną i wirnik silnika przenikają strumienie wypadkowe, przesunięte względem siebie w czasie i przestrzeni. Dzięki temu powstaje w silniku pole wirujące (nie kołowe).
4. Sposoby sterowania silnika 2-fazowego wykonawczego.
Sterowanie amplitudowe polega na zmianie amplitudy napięcia sterowania przy zachowaniu stałej wartości napięcia wzbudzenia i stałego (+-pi/2) przesunięcia fazowego.
Sterowanie fazowe polega na zmianie fazy napięcia sterowania względem napięcia wzbudzenia przy czy kąt przesunięcia fazowego może przyjmować wartości z zakresu +-pi/2-0. Napięcie wzbudzenia i sterowania nie zmieniają swoich wartości.
Sterowanie amplitudowo-fazowe polega na zmianie zarówno amplitudy napięcia sterowania jak i kąta β dopasowywanego do nowego stosunku napięć.
Niekiedy stosuje się też sterowanie napięciowe symetryczne, przez zmianę przesunięcia przestrzennego osi magnetycznych pasm uzwojeń oraz sterowanie częstotliwościowe.
5. Co to jest samohamowność i jak się ją uzyskuje w silniku 2-fazowym wykonawczym?
Samohamowność jest to zdolność maszyny do samoistnego zatrzymania się przy zaniku napięcia sterującego, wykorzystując moment hamujący. Uzyskuje się ją poprzez odłączenie kilku zwojów (zanik sterowania) w celu wytworzenia pola oscylującego, co zmienia położenie punktu pracy maszyny, wytwarza elektromagnetyczny moment hamujący, i w efekcie jej zatrzymanie.
Decydującym parametrem, od którego zależy samohamowność, jest wartość rezystancji wirnika taka, aby poślizg krytyczny był większy od jedności
6. Sposoby sterowania silnika wykonawczego prądu stałego.
Silniki wykonawcze prądu stałego o magnesach trwałych mogą być sterowane wyłącznie napięciem twornika, podczas gdy silniki o wzbudzeniu elektromagnetycznym także mogą być sterowane napięciem wzbudzenia.
Przy sterowaniu napięciem twornika strumień wzbudzenia jest stały.
α=UaUaN φ=φaN=const
Przy sterowaniu napięciem wzbudzenia mamy stałe napięcie twornika.
α=UfUfN Ua=UaN=const
7. Narysuj przykładowe charakterystyki mechaniczne i regulacyjne silnika wykonawczego przy sterowaniu od strony twornika.
8. Zasady konstruowania wirników silników synchronicznych małej mocy.
Wirniki z biegunami jawnymi - Wirniki z biegunami jawnymi, ze względu na znacznie ograniczoną wytrzymałość mechaniczną na siły odśrodkowe, stosuje się zwykle w maszynach osiągających niezbyt duże prędkości obrotowe. Najczęstsze zastosowania tej konstrukcji to silniki i wolnoobrotowe prądnice napędzane turbinami wodnymi(hydrogeneratory).
Wirnik cylindrycze - Uzwojenie wzbudzenia wirnika cylindrycznego umieszcza się w wyfrezowanych w stalowym korpusie żłobkach i zabezpiecza się przed wypadnięciem ze żłobków za pomocą klinów. Uzwojenie to zajmuje tylko część obwodu wirnika (około 2/3 obwodu).
Wirniki takie są droższe od jawnobiegunowych, ale ze względu na dużą wytrzymałość mechaniczną są stosowane w maszynach osiągających większe prędkości obrotowe. Konstrukcja ta znajduje zastosowanie np. w szybkoobrotowych prądnicach (turbogeneratorach) osiągających z reguły prędkość 3000 obr/min napędzanych turbinami parowymi lub wodnymi.
9. Wykres wektorowy silnika synchronicznego z magnesem trwałym.
10. Wykres wektorowy silnika synchronicznego reluktancyjnego.
11. Porównaj właściwości silnika z komutacją zależną i niezależną.
Silniki z komutacją niezależną cechują się średnią prędkością wirowania pola magnetycznego ściśle związaną z częstotliwością komutacji wymuszoną z zewnątrz. Średnia prędkość wirnika jest równa prędkości wirowania pola magnetycznego i jest stała bez względu na wartość obciążenia.
Silniki z komutacją zależną cechują się prędkością zmniejszającą się ze wzrostem momentu obciążenia. Prędkość wirowania pola magnetycznego zależy od prędkości wirowania wirnika.
12. Jak zasilamy silnik z SEM sinusoidalną a jak z trapezoidalną?
Bezszczotkowe silniki z magnesami trwałymi dzielą się na dwie odmiany konstrukcyjne różniące się rozkładem indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej oraz przebiegami prądu i siły elektromotorycznej: a) z sinusoidalnym SEM ( bezszczot. Silniki IAC i silniki synchr. z PM), cechy: -mała szczelina powietrzna;-uzwojenia stojana otoczone żelazem, przez co mają większą indukcyjność niż silniki z SEM trapez.; -wiekszy moment bezwładności od silników z SEM trapez..; b) z trapezoidalną SEM (bezszczotkowe silniki IDC), cechy: -duża szczelina powietrzna, dzęki temu uzwojenia stojana posiadają bardzo małą indukcyjność; -mała ind. to mała siła elektromechaniczna, co powoduje, że prądy twornika mogą się szybko zmieniać; -magnesy są przyklejone do wirnika i mają małą masę, co zmniejsza moment bezwładności.| Żądane przebiegi SEM uzyskuje się przez odpowiednie rozmieszczenie uzwojeń w żłobkach stojana i ukształtowanie rozkładu pola magnesów w szczelinie powietrznej. W zależności od charakteru rozkładu pola w szczelinie wykorzystuje się różne sposoby śledzenia położenia wirnika. Silnikach z SEM trapez. stosowany jest dyskretny (co 60 st. elektr.) sposób pomiaru. W silnikach z SEM sin. niezbędny jest ciągły pomiar położenia wirnika zwykle za pomocą resolvera lub impulsatora.
13. Wyznaczyć podstawowy skok wektora i podstawowy skok wirnika.
14. Charakterystyki mechaniczne silnika skokowego.
Charakterystyka rozruchowa - jaką maksymalną częstotliwość na moment rozruchowy możemy podać na zatrzymany silnik aby ruszył i pracował
Charakterystyka pracy - do jakiej prędkości możemy rozpędzić silnik.
kryzalid